Verfahren zur Positionsüberwachung eines abgestellten Schienenfahrzeugs und Computerprogramm, insbesondere für ZugsicherungsSystem

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Position eines auf einem Gleis abgestellten Fahrzeugs, wobei

• das Fahrzeug mit einer fahrzeugseitigen Einrichtung eines automatischen Zugsicherungssystems ausgestattet ist,

• die fahrzeugseitige Einrichtung im abgestellten Zustand des Fahrzeugs abgeschaltet wird.

Weiter betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt sowie eine Bereitstellungsvorrichtung für dieses

Computerprogrammprodukt, wobei das Computerprogrammprodukt mit Programmbefehlen zur Durchführung dieses Verfahrens ausgestattet ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein automatisches Zugleisystem mit einem installierten Computerprogramm.

Automatische Zugsicherungssysteme ermöglichen einen teilweise oder vollständig automatisierten Betrieb von Schienenfahrzeugen. Um dies zu ermöglichen sind die Zugsicherungssysteme derart ausgerüstet, dass eine Ortung der Fahrzeuge jederzeit mit einer geforderten Genauigkeit möglich ist.Die für die Ortung notwendige fahrzeugseitige Infrastruktur benötigt Energie und kann deswegen nicht genutzt werden,wenn ein Schienenfahrzeug abgeschaltet wird, beispielsweise in einer Parkposition im Depot.

Im schienengebundenen Nahverkehr zum Beispiel werden die Fahrzeuge in Depots gewartet und abgestellt. Für den sicheren Betrieb sind die Fahrzeuge mit einer fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung (sogenannte Onboard ATP = Automatic Train Protection) ausgestattet, die die Fahrzeuge im regulären Betrieb sichert und bei Überschreitung von Sicherheitsrahmen eine Bremsung auslösen kann. Zu modernen, funkbasierten Systemen gehört auch noch eine streckenseitige Vorrichtung des Zugsicherungssystems, die die Zugbewegungen über von den Fahrzeugen erhaltene Position Reports sicher verfolgt. Ein Beispiel ist CBTC (Communication-Based Train Control).

Während Außerbetriebnahme sollen die Fahrzeuge (Züge) und die Zugsicherungseinrichtung einerseits ausgeschaltet sein, um Energie zu sparen. Andererseits sollen die Fahrzeuge möglichst rasch wieder in dem komfortabelsten Betriebsmodus (zum Beispiel CTC, Continuous Train Control, ohne feste

Geschwindigkeitsbeschränkung auf 25 km/h) den Betrieb aufnehmen können. Schaltet man die fahrzeugseitige Zugsicherungseinrichtung ab, geht die sicher gemessene und gespeicherte Fahrzeugposition allerdings verloren. Diese sichere Ortung muss durch eine umständliche, fahrerbediente Langsamfahrt über Ortungsmarken (Balisen) hergestellt werden und eine Fahrt im Modus ohne feste Geschwindigkeitsbeschränkung ist erst eine Weile, typischer Weise nach 250 m oder 1 bis 2 Minuten wieder möglich.

Unter „Cold Movement Detection" (im Folgenden kurz CMD) versteht man die Detektion der Bewegung des Fahrzeugs, während das Fahrzeug ausgeschaltet ist.Eine derartige Überwachung kann genutzt werden, um den Zug schneller wieder in Betrieb zu nehmen. Für den Fall, dass dieser sich nicht bewegt hat, kann als Zugposition nämlich diejenige angenommen werden, die das Fahrzeug beim Abstellen aufgewiesen hat.Nur wenn eine Bewegung des Fahrzeugs festgestellt wurde, muss die Fahrzeugposition in geeigneter Weise korrigiert werden. Für eine CMD gibt es verschiedene technische Ansätze.

Das gemäß DE 102011 077 760 DE vorgeschlagene Verfahren zur sicherheitsrelevanten Feststellung einer Positionsänderung eines ausgeschalteten Schienenfahrzeugs, insbesondere eines Triebfahrzeugs, wird angewendet bei Schienenfahrzeugen, welche mindestens einen Achsgeber zur Erzeugung eines elektrischen Signals in Abhängigkeit der Winkelstellung einer Radachse des Schienenfahrzeugs aufweisen und mit einem System zur Bestimmung der absoluten Position, d. h. zur Ortung des Schienenfahrzeugs ausgestattet sind, dessen unzureichende Genauigkeit durch das vorgeschlagene Verfahren risikolos gemacht wird. Hierbei kann es sich insbesondere um ein Satelliten-Navigations-System handeln. Eine CMD wird dadurch verwirklicht, dass der Achsgeber mit einem Zustandsspeicher zusammenwirkt, der Bewegungen der Achse bis zum Einschalten des Zuges speichert.

Die EP 3240718 Bl betrifft eine Vorrichtung zur Erkennung einer Kaltbewegung eines Schienenfahrzeugs mit einer Anzeigeeinrichtung und mit einer Betätigungseinrichtung zum Aktivieren der Anzeigeeinrichtung. Dabei wird eine eventuelle Bewegung des Fahrzeugs mechanisch ermittelt, sodass das Fahrzeug während des Stillstandes ohne eine Stromversorgung auskommt.

Die beschriebenen Verfahren für eine CMD bewirken allerdings, dass im Fahrzeug ein zusätzlicher Bedarf an Komponenten entsteht.Diese bewirken sowohl bei der Erstausrüstung wie auch im Betrieb einen zusätzlichen Aufwand, der in jedem Fahrzeug anfällt.

Gemäß der DE 102013 219 812 Al wird ein anderer Weg beschritten. Hier ist eine Detektoreinrichtung in Form eines Radars streckenseitig verbaut, wobei ein im Wirkungsbereich des Radars sich befindendes Fahrzeug auf eine Bewegung überwacht werden kann. Das Fahrzeug kann zusätzlich mit einer geeigneten Reflexionsvorrichtung für die Radarortung ausgestattet sein. Allerdings muss das Fahrzeug dann im Wirkungsbereich der Detektoreinrichtung abgestellt sein. Außerdem entsteht auch hierbei ein zusätzlicher Aufwand an Komponenten, die für jede streckenseitige Parkposition für Fahrzeuge vorgesehen werden muss.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren zur Überwachung eines auf einem Gleis abgestellten Fahrzeugs anzugeben, welches bei einem möglichst geringen Aufwand an zusätzlichen Komponenten auch bei einem abgeschalteten Fahrzeug eine hinreichend zuverlässige Überwachung ermöglicht. Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung ein Computerprogrammprodukt sowie eine Bereitstellungsvorrichtung für ein solches anzugeben,mit dem das Verfahren durchgeführt werden kann. Zuletzt ist es Aufgabe der Erfindung, ein automatisches Zugleitsystem anzugeben,mit dem sich das oben genannte Verfahren durchführen lässt. Diese Aufgabe wird mit dem eingangs angegebenen

Anspruchsgegenstand (Verfahren) erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass

• vor dem Abschalten der fahrzeugseitigen Einrichtung von der Position des Fahrzeugs mit dem automatischen Zugsicherungssystem ein erster Positionswert und davon unabhängig mit einem weiteren Lokalisierungssystem ein zweiter Positionswert bestimmt wird,

• der zweite Positionswert dem Fahrzeug zugeordnet wird,

• im abgeschalteten Zustand der fahrzeugseitigen Einrichtung die Istposition des Fahrzeugs von dem weiteren Lokalisierungssystem durch Bestimmung weiterer Positionswerte überwacht wird, wobei der zweite Positionswert als Sollposition des Fahrzeugs verwendet wird,

• die weiteren Positionswerte und/oder eine Abweichung der Istposition von der Sollposition an die streckenseitige Einrichtung des Zugsicherungssystems übertragen werden,

• nach einem Einschalten der Fahrzeugseitigen Einrichtung die streckenseitige Einrichtung einen die Istposition des Fahrzeugs repräsentierenden Positionswert an die fahrzeugseitige Einrichtung übermittelt.

Der erste Positionswert wird damit durch das automatische Zugsicherungssystem erstellt, solange das Fahrzeug noch in Betrieb ist. Hierbei handelt es sich vorteilhaft um einen Wert mit einer Genauigkeit, der beispielsweise ermittelt werden kann,während das Fahrzeug über eine Balise fährt.Für den zweiten Positionswert wird ein weiteres Lokalisierungssystem verwendet, welches beispielsweise ein sogenanntes Betriebshofmanagement-System des Depots sein kann und welches ohnehin in einem Zugsystem zu dessen zuverlässigen Betrieb installiert ist.Vorteilhaft fällt daher für die Ermittlung des zweiten Positionswertes kein Aufwand für die Installation eines Lokalisierungssystems an. Der zweite Positionswert ist hinsichtlich der Zuverlässigkeit der Lokalisierung des Fahrzeugs normalerweise allerdings ungenauer. In keinem Fall entspricht der zweite Positionswert den Anforderungen, die für das automatische Sicherungssystem gelten. Da der erste Positionswert und der zweite Positionswert aufgrund der Messungenauigkeiten beider Positionswerte voneinander abweichen können, muss der zweite Positionswert dem Fahrzeug erst zugeordnet werden. Der erste Positionswert, der durch das automatische Zugsicherungssystem ermittelt wurde, hat bereits eine Zuordnung zu dem betreffenden Fahrzeug. Die Zuordnung des zweiten Positionswertes kann beispielsweise durch eine Plausibilitätsprüfung erfolgen. Unabhängig von einer eventuellen Abweichung beider Positionswerte voneinander ist eine Zuordnung des zweiten Positionswertes zum Beispiel möglich, wenn sich in der Nähe des betreffenden Fahrzeugs keine anderen Fahrzeuge befinden, die für eine Zuordnung in Betracht kommen. Alternativ oder zusätzlich kann für die Zuordnung ein Vertrauensintervall für die Abweichungen des zweiten Positionswertes von dem ersten Positionswert definiert sein.

Im abgeschalteten Zustand wird die Position des Fahrzeugs nun von dem weiteren Lokalisierungssystem überwacht.Hierbei kommt der dem Fahrzeug zugeordnete zweite Positionswert zum Einsatz, der unabhängig von einer eventuellen Abweichung zum ersten (und genaueren) Positionswert während der CMD als Istposition festgelegt wird. Für die CMD genügt die Genauigkeit der Ermittlung weiterer Positionswerte, wobei eine genügend große Abweichung von der Istposition dahingehend interpretiert wird, dass sich das Fahrzeug bewegt hat. Durch die Übertragung der weiteren Positionswerte oder der durch das weitere Lokalisierungssystem ermittelten Abweichungen der jeweiligen Positionswerte vom zweiten Positionswert an die streckenseitige Einrichtung des Zugsicherungssystems bleibt das Fahrzeug auch im vollständig abgeschalteten Zustand für das automatische Zugsicherungssystem sozusagen sichtbar.

Dies ist der Grund, warum nach dem Einschalten des Fahrzeugs die streckenseitige Einrichtung des Zugsicherungssystems sofort einen die Istposition des Fahrzeugs repräsentierenden Positionswert an das Fahrzeug übermitteln kann. Dies erfolgt nach dem für das Zugsicherungssystem geltenden Standard, so das mit dem besagten Positionswert vorteilhaft alle erforderlichen Freigaben verbunden werden können, die für einen Betrieb des Fahrzeugs erforderlich sind.

Welcher Positionswert zur Repräsentation der Istposition verwendet wird, hängt von dem Verlauf der Überwachung der Parkposition durch das weitere Lokalisierungssystem ab.

Wenn die Überwachung der Parkposition ergeben hat, dass sich das Fahrzeug nicht bewegt hat (d. h., dass die Abweichungen der weiteren Positionswerte von dem zweiten Positionswert gering waren), verwendet das Zugsicherungssystem den ersten Positionswert, da dieser eine höhere Genauigkeit aufweist.

Wenn jedoch die Überwachung der Parkposition ergeben hat, dass sich das Fahrzeug bewegt hat (d. h., dass die Abweichungen der weiteren Positionswerte von dem zweiten Positionswert so bedeutend waren, dass von einer Relativbewegung des Fahrzeugs ausgegangen werden muss), ist der erste Positionswert unbrauchbar. Stattdessen wird der aktuellste der weiteren Positionswerte übermittelt. Wenn das Zugsicherungssystem durch das weitere Lokalisierungssystem keine Positionswerte sondern die Abweichungen der weiteren Positionswerte von dem zweiten Positionswert übermittelt bekommen hat, wird ein Positionswert unter Berücksichtigung des ersten Positionswertes und der übermittelten Abweichungen bestimmt und als die Position repräsentierender Positionswert übergeben. Nur in diesen Fällen ist eine anschließende Kontrollfahrt notwendig, um wieder einen für den Betrieb des Zugsicherungssystems erforderlichen genaueren Positionswert zu bestimmen.

Der Vorteil der Erfindung liegt in der Nutzbarmachung von normalerweise externen, ungenutzten, weil unsicheren Ortungsinformationen für das Zugsicherungssystem. Bei der vorliegenden Erfindung kann das Fahrzeug daher vollständig ausgeschaltet werden (kein Energieverbrauch in der Parkposition) und ist nach Wiedereinschalten sofort wieder dem Zugsicherungssystem verfügbar mit einer genauen Ortungsinformation (dem ersten Positionswert), wodurch eine Betriebsaufnahme normalerweise ohne vorherige manuelle Ortungsfahrt möglich ist. Eine Ortungsfahrt ist somit nur erforderlich, wenn durch Überwachung des zweiten Positionswertes (Vergleich mit den weiteren Positionswerten) eine Bewegung des Fahrzeugs festgestellt wurde.

Ein Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens kann durch einen Betriebshofmanagement-System in einem Depot für Fahrzeuge beispielsweise wie folgt ablaufen. Der Ortungsserver des Betriebshofmanagement-System, also das lokale Ortungssystem, (z.B. Simatic RTLS) ermittelt regelmäßig über installierte Bezugspunkte (Anchor-Points), Funk und Triangulationsverfahren durch Ermittlung weiterer Positionswerte die aktuelle Abstellposition eines jeden Fahrzeugs (in diesem Beispiel ohne Beschränkung der Allgemeinheit eines jeden Zuges) im Depot. Diese Abstellposition jedes Zuges wird der streckenseitigen Einrichtung des Zugsicherungssystems erfindungsgemäß zur Verfügung gestellt. Noch vor dem Ausschalten gleicht sie den gemessenen zweiten Positionswert mit der durch das automatische Zugsicherungssystem verfolgten Zugposition, dem ersten Positionswert, ab (im CBTC-System, Trainguard MT mit den OPR Onboard Position Reports der Züge), um systematische Fehler auszuschließen.

Nach dem Ausschalten des Zuges überwacht die streckenseitige Vorrichtung des Zugsicherungssystems erfindungsgemäß permanent die vom weiteren Lokalisierungssystem erhaltene Position. Die vom weiteren Lokalisierungssystem ermittelte Position wird dabei in einem festen Intervall mittels Funk und Triangulationsverfahren immer wieder aufs Neue bestimmt und in diesem festen Interfall auch der streckenseitigen Einrichtung des Zugsicherungssystems mitgeteilt. Es steht somit eine Datenmenge an Ortungsinformationen in der streckenseitigen Einrichtung des Zugsicherungssystems zur Verfügung. Aus dieser Datenmenge kann eine relative Bewegung des Zuges ermittelt werden, wobei ein Messfehler, der aus einer Abweichung des zweiten Positionswertes von dem ersten Positionswert resultiert, durch den Abgleich dieser beiden Positionswerte bereits neutralisiert wurde. Nach dem Einschalten kann die streckenseitige Vorrichtung des Zugsicherungssystems erfindungsgemäß dem Zug seine Position mitteilen. Sofern es in der nachfolgenden Beschreibung nicht anders angegeben ist, beziehen sich die Begriffe „erstellen", „berechnen", „rechnen", „feststellen", „generieren", „konfigurieren", „modifizieren" und dergleichen vorzugsweise auf Handlungen und/oder Prozesse und/oder Verarbeitungsschritte, die Daten verändern und/oder erzeugen und/oder die Daten in andere Daten überführen. Dabei liegen die Daten insbesondere als physikalische Größen vor, beispielsweise als elektrische Impulse oder auch als Messwerte. Die erforderlichen Anweisungen/Programmbefehle sind in einem Computerprogramm als Software zusammengefasst. Weiterhin beziehen sich die Begriffe "empfangen" "aussenden", "einiesen", "auslesen", "übertragen" und dergleichen auf das Zusammenwirken einzelner Hardwarekomponenten und/oder Softwarekomponenten über Schnittstellen. Die Schnittstellen können hardwaretechnisch, beispielsweise kabelgebunden oder als Funkverbindung, und/oder softwaretechnisch, beispielweise als Interaktion zwischen einzelnen Programmmodulen oder Programmteilen eines oder mehrerer Computerprogramme, realisiert sein.

Unter „rechnergestützt" oder „computerimplementiert" kann im Zusammenhang mit der Erfindung beispielsweise eine Implementierung des Verfahrens verstanden werden, bei dem ein Computer oder mehrere Computer mindestens einen Verfahrensschritt des Verfahrens ausführt oder ausführen. Der Ausdruck „Computer" ist breit auszulegen, er deckt alle elektronischen Geräte mit Datenverarbeitungseigenschaften ab. Computer können somit beispielsweise Personal Computer, Server,

Handheld-Computer-Systeme, Pocket-PC-Geräte, Mobilfunkgeräte und andere Kommunikationsgeräte, die rechnergestützt Daten verarbeiten, Prozessoren und andere elektronische Geräte zur Datenverarbeitung sein, die vorzugsweise auch zu einem Netzwerk zusammengeschlossen sein können. Unter einer „Speichereinheit" kann im Zusammenhang mit der Erfindung beispielsweise ein computerlesbarer Speicher in Form eines Arbeitsspeichers (engl. Random-Access Memory, RAM) oder Datenspeichers (Festplatte oder eines Datenträgers) verstanden werden.

Unter einem „Prozessor" kann im Zusammenhang mit der Erfindung beispielsweise eine Maschine, zum Beispiel ein Sensor zur Erzeugung von Messwerten oder eine elektronische Schaltung, verstanden werden. Bei einem Prozessor kann es sich insbesondere um einen Hauptprozessor (engl. Central Processing Unit, CPU), einen Mikroprozessor oder einen Mikrocontroller, beispielsweise eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung oder einen digitalen Signalprozessor, möglicherweise in Kombination mit einer Speichereinheit zum Speichern von Programmbefehlen, etc. handeln. Bei einem Prozessor kann es sich beispielsweise auch um einen IC (integrierter Schaltkreis, engl. Integrated Circuit), insbesondere einen FPGA (engl. Field Programmable Gate Array) oder einen ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung, engl. Application-Specific Integrated Circuit), oder einen DSP (Digitaler Signalprozessor, engl. Digital Signal Processor) handeln. Auch kann unter einem Prozessor ein virtualisierter Prozessor oder eine Soft-CPU verstanden werden. Es kann sich beispielsweise auch um einen programmierbaren Prozessor handeln, der mit einer Konfiguration zur Ausführung eines rechnergestützten Verfahrens ausgerüstet ist.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass für die Abweichung der Istposition von der Sollposition ein Toleranzbereich festgelegt wird, wobei das Zugsicherungssystem eine Bewegung des Fahrzeugs als Bewertungsergebnis ausschließt, solange die Istposition in dem Toleranzbereich liegt.

Die Festlegung eines Toleranzbereiches zur Entscheidung darüber, ob sich das Fahrzeug bewegt hat, ist vorteilhaft eine besonders einfache Möglichkeit, dass Istposition des Fahrzeugs überwacht werden kann. Alternativ gibt es auch andere Möglichkeiten. Beispielsweise kann die Entwicklung der weiteren Positionswerte verfolgt werden, um zu ermitteln, ob sich eine fortschreitende Bewegung des Fahrzeugs feststellen lässt. Dies kann angenommen werden, wenn eine Drift der weiteren Positionswerte festgestellt wird. Hierdurch kann beispielsweise ausgeschlossen werden, dass einzelne Messwerte, sogenannte Ausreißer, die eine Bewegung des Fahrzeugs suggerieren, dazu führen, dass eine Messfahrt nach Inbetriebnahme des Fahrzeugs erfolgen muss, obwohl diese gar nicht notwendig wäre. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sollposition eine Parkposition für das Fahrzeug ist

Diese Art der Überwachung ist besonders vorteilhaft, wenn Fahrzeuge über längere Zeit in einem Depot abgestellt werden. Das Depot weist für die Fahrzeuge verschiedene Parkpositionen auf, die angefahren werden können, um die Fahrzeuge dort außer Betrieb zu setzen (abzuschalten). Für die Parkpositionen ist es besonders vorteilhaft, dass eine Toleranz für die weiteren Positionswerte derart festgelegt wird, dass Fahrzeuge, die hintereinander auf einem Gleis stehen, nicht kollidieren können. Hierfür ist ein Sicherheitsabstand einzuhalten, wobei der Toleranzbereich kleiner als dieser Sicherheitsabstand sein muss. Vorzugsweise kann der Toleranzbereich kleiner 50 %, bevorzugt kleiner 30 % und noch bevorzugter kleiner 25 % des Sicherheitsabstandes zwischen Parkpositionen benachbarter Fahrzeuge gewählt werden.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Toleranzbereich eine Abweichung von der Sollposition von kleiner 100 cm, bevorzugt kleiner 50 cm und am bevorzugtesten kleiner 20 cm zulässt.

Bei einer derartigen Festlegung des Toleranzbereiches wird berücksichtigt, dass dieser hinreichend genau sein muss, damit das Fahrzeug unter Berücksichtigung des ersten Positionswertes wieder in Betrieb genommen werden kann. Wenn dies der Fall ist, darf das Vertrauensintervall, innerhalb dessen sich das Fahrzeug bewegt haben könnte, nicht zu groß ausfallen, da das automatische Zugsicherungssystem einer Bewegung innerhalb des Toleranzbereiches verbundene Positionsabweichung nicht kennt. Zu bemerken ist, dass der erste Positionswert durch das automatische Zugsicherungssystem korrigiert wird, sobald dieses einen aktuelleren Positionswert beispielsweise bei Überfahrt einer Balise ermittelt.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Zugsicherungssystem die Kontrolle für die Abfahrt des Fahrzeuges verweigert, wenn ein Vergleich der Istposition mit der Sollposition ergibt, dass sich das Fahrzeug im abgeschalteten Zustand der fahrzeugseitigen Einrichtung bewegt hat.

Die Verweigerung einer Kontrolle für die Abfahrt des Fahrzeugs stellt vorteilhaft einen Sicherheitsgewinn dar. Hierdurch ist sichergestellt, dass das Fahrzeug nicht versehentlich mit dem Zugsicherungssystem gestartet wird, obwohl es während des Stillstands seine Sollposition verlassen hat. Das Zugsicherungssystem kann erst nach einer Kontrollfahrt wieder aktiviert werden, wobei die Kontrollfahrt einer zuverlässigen Positionsbestimmung des Fahrzeugs dient.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Zugsicherungssystem eine manuelle Kontrollfahrt freigibt, wobei das Zugsicherungssystem die Kontrolle des Fahrzeugs übernimmt, sobald eine Ortung durch das Zugsicherungssystem erfolgt ist.

Eine manuelle Kontrollfahrt wird durch geschultes Betriebspersonal durchgeführt. Die Kontrollfahrt dient einer zuverlässigen Positionsbestimmung. Hierbei kann sich das Betriebspersonal bestimmter Positionsmarken bedienen oder durch technische Einrichtungen des Zugsicherungssystems unterstützt werden. In jedem Fall ist es dem Betriebspersonal möglich, die Plausibilität einer Positionsbestimmung zu prüfen, bevor es die Übergabe des Fahrzeugs an das Zugsicherungssystem freigibt. Außerdem ist es dem Betriebspersonal möglich, die Ursache dafür festzustellen, warum sich ein Fahrzeug während des Stillstands aus seiner Parkposition bewegt hat.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist demgemäß vorgesehen, dass das Zugsicherungssystem die Kontrolle nur übernehmen kann, wenn zuvor eine manuelle Freigabe erfolgt ist, wobei das Zugsicherungssystem auf ein diesbezügliches Freigabesignal wartet. Zu diesem Zweck kann beispielsweise ein sogenannter ATO Start Button vorgesehen sein.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Zugsicherungssystem die Kontrolle für die Abfahrt des Fahrzeugs in einem abgesicherten Modus übernimmt, wenn ein Vergleich der Istposition mit der Sollposition ergibt, dass sich das Fahrzeug im abgeschalteten Zustand der fahrzeugseitigen Einrichtung bewegt hat, wobei für die Kontrolle als Positionswert die Istposition zugrunde gelegt wird.

Der abgesicherte Modus beinhaltet Sicherheitsmaßnahmen, die einen Unfall vermeiden sollen, beispielsweise eine geringe zulässige Höchstgeschwindigkeit von beispielsweis 25 km/h. Der automatische Betrieb in einem abgesicherten Modus (ohne manuelle Kontrollfahrt) kann vorteilhaft dann gewählt werden, wenn ein Unfallrisiko hierbei sehr gering ist. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn das Fahrzeug in einem Depot geparkt war bei der Depotausfahrt nach Überwindung einer vergleichsweise kurzen Distanz (beispielsweise unter 100 m, bevorzugt unter 50 m, noch bevorzugter unter 25 m) eine streckenseitige Ortungseinrichtung wie beispielsweise eine Balise einen zuverlässigen Positionswert für das automatische Zugsicherungssystem liefern kann.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist deswegen vorgesehen, dass das Zugsicherungssystem einen aktuellen Positionswert übernimmt, sobald dieser durch Passieren einer streckenseitigen Ortungseinrichtung des Zugsicherungssystems ermittelt wurde, und das Zugsicherungssystem anschließend den abgesicherten Modus beendet. Anschließend kann das automatische Zugsicherungssystem die Kontrolle vollständig wieder übernehmen.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass nach einem Einschalten der fahrzeugseitigen Einrichtung die Istposition des Fahrzeugs oder eine Abweichung der Istposition von der Sollposition des Fahrzeugs in einer Anzeigevorrichtung im Fahrzeug angezeigt wird.

Die Anzeige im Fahrzeug erleichtert vorteilhaft insbesondere eine manuelle Kontrollfahrt. Die Höhe der Abweichung kann als Maß für das Gefährdungspotential gewertet werden.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass nach einem Einschalten der fahrzeugseitigen Einrichtung die Istposition des Fahrzeugs oder ein Vorschlag einer berechneten Position des Fahrzeug angezeigt wird, wobei mit einer Eingabevorrichtung eine Bestätigung eingebbar ist, die die Übereinstimmung der Istposition oder des Vorschlages der berechneten Position mit der wahren Position des Fahrzeugs bestätigt .

Die Ausgabe der Istposition im Fahrzeug ermöglicht es bei einer manuellen Kontrollfahrt dem qualifizierten Zugpersonal, den angezeigten Ort mit der Realität abzugleichen. Für den Fall, dass das Zugpersonal eine zuverlässige Lokalisierung des Fahrzeugs bestätigen kann (beispielsweise über den bereits erwähnten ATO Start Button, kann die Kontrolle durch das automatische Zugsicherungssystem wieder übernommen werden.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das weitere Lokalisierungssystem durch ein satellitengestütztes Navigationssystem und/oder ein am Ort des Abschaltens des Fahrzeugs installiertes lokales Ortungssystem gebildet wird.

Bei dem am Ort des Abschaltens des Fahrzeugs installierten lokalen Ortungssystem handelt es sich um die Einrichtungen, die beispielsweise in einem Depot für Fahrzeuge als Infrastruktur zur Ortung bereits vorgesehen sind (vorstehend bereits erwähnt). Ein zusätzlicher Aufwand an Komponenten zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens fällt daher vorteilhafterweise nicht an.

Alternativ hierzu kann jedoch auch ein satellitengestütztes Navigationssystem, wie zum Beispiel GPS, Verwendung finden. In diesem Fall ist es erforderlich, dass das Fahrzeug einen GPS-Empfänger aufweist. Dieser benötigt im Vergleich zu den anderen Funktionskomponenten des Fahrzeugs bedeutend weniger Energie, sodass eine Einsparung des Energieverbrauchs auch dann gegeben ist, wenn ein GPS-Empfänger im Fahrzeug während der Abschaltung desselben in Betrieb bleibt. Außerdem ist ein GPS-Empfänger kostengünstig in der Anschaffung und einfach in der Montage, so dass sich der durch GPS-Lokalisierung entstehende Mehraufwand in engen Grenzen hält. Des Weiteren wird ein Computerprogrammprodukt mit Programmbefehlen zur Durchführung des genannten erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder dessen Ausführungsbeispielen beansprucht, wobei mittels des Computerprogrammprodukts jeweils das erfindungsgemäße Verfahren und/oder dessen Ausführungsbeispiele durchführbar sind.

Darüber hinaus wird eine Bereitstellungsvorrichtung zum Speichern und/oder Bereitstellen des Computerprogrammprodukts beansprucht. Die Bereitstellungsvorrichtung ist beispielsweise ein Datenträger, der das Computerprogrammprodukt speichert und/oder bereitstellt . Alternativ und/oder zusätzlich ist die Bereitstellungsvorrichtung beispielsweise ein Netzwerkdienst, ein Computersystem, ein Serversystem, insbesondere ein verteiltes Computersystem, ein cloudbasiertes Rechnersystem und/oder virtuelles Rechnersystem, welches das Computerprogrammprodukt vorzugsweise in Form eines Datenstroms speichert und/oder bereitstellt .

Die Bereitstellung erfolgt beispielsweise als Download in Form eines Programmdatenblocks und/oder Befehlsdatenblocks, vorzugsweise als Datei, insbesondere als Downloaddatei, oder als Datenstrom, insbesondere als Downloaddatenstrom, des vollständigen Computerprogrammprodukts. Diese Bereitstellung kann beispielsweise aber auch als partieller Download erfolgen, der aus mehreren Teilen besteht und insbesondere über ein Peer-to-Peer Netzwerk heruntergeladen oder als Datenstrom bereitgestellt wird. Ein solches Computerprogrammprodukt wird beispielsweise unter Verwendung der Bereitstellungsvorrichtung in Form des Datenträgers in ein System eingelesen und führt die Programmbefehle aus, sodass das erfindungsgemäße Verfahren auf einem Computer zur Ausführung gebracht wird.

Einschub

Die genannte Aufgabe wird alternativ mit dem eingangs angegebenen Anspruchsgegenstand (automatisches Zugleitsystem) erfindungsgemäß auch dadurch gelöst, dass ein Computerprogrammprodukt der vorbeschriebenen Art in der streckenseitigen Einrichtung oder sowohl in der streckenseitigen Einrichtung als auch in der fahrzeugseitigen Einrichtung gespeichert ist.

Hierdurch wird das automatische Zugleitsystem vorteilhaft dazu in die Lage versetzt, das beschriebene Verfahren automatisch oder zumindest teilautomatisiert durchzuführen. Dabei werden die oben beschriebenen Vorteile erreicht.

Zumindest die streckenseitige Einrichtung wird mit dem Computerprogramm ausgestattet. Diese Variante hat den Vorteil, dass nicht alle Fahrzeuge mit dem Programm nachgerüstet werden müssen, wenn diese sich schon im Einsatz befinden. Bei Neufahrzeugen können zusätzlich auch die Fahrzeuge mit dem Computerprogramm ausgestattet werden. Dies hat den Vorteil, dass das Verfahren in seinem vollen Umfang automatisiert ablaufen kann und dabei auch von dem Fahrzeug selbst unterstützt wird.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.

Es zeigen:

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen automatischen Zugsicherungssystems (streckenseitige Einrichtung) bei der Ausführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens als Schemazeichnung,

Figur 2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens als Flussdiagramm.

In Figur 1 ist ein Gleis GL dargestellt, auf dem ein Fahrzeug FZ steht. Dies ist in einer Sollposition SPOS in einem Depot DP geparkt. Das Fahrzeug weist außerdem eine fahrzeugseitige Einrichtung FE eines automatischen Zugsicherungssystems (beispielsweise CBTC) auf. Dieses kann im Betrieb des Fahrzeugs FZ mit einer streckenseitigen Einrichtung SE des automatischen Zugsicherungssystems kommunizieren. Die streckenseitige Einrichtung SE des automatischen Zugsicherungssystems ist durch eine Leitzentrale LZ und eine streckenseitige Ortungseinrichtung in Form einer Balise BL repräsentiert.

In der dargestellten Position, einer Parkposition, wird das Fahrzeug FZ durch ein weiteres Lokalisierungssystem LSI, welches lokal im Depot DP untergebracht ist, und/oder durch ein weiteres Lokalisierungssystem LS2, welches durch einen Satelliten gebildet ist, der ein satellitengestütztes Navigationssystem repräsentiert, überwacht.

Alle genannten Funktionseinheiten gemäß Figur 1 kommunizieren mit einer Cloud CLD (ausgenommen ist das weitere Lokalisierungssystem LS2 in Form eines Satelliten, der lediglich zur satellitengestützten Lokalisierung des Fahrzeugs FZ zum Einsatz kommt). Somit wird das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Figur 1 durch ein Cloud Computing unterstützt.Dies ist allerdings nur eine mögliche Variante. Ebenso können die Funktionseinheiten in nicht dargestellter Weise durch kabelgebundene Schnittstellen oder Funkschnittstellen direkt miteinander kommunizieren.

Als „Cloud" soll eine Umgebung für ein „Cloud-Computing" (deutsch Rechnerwolke oder Datenwolke) verstanden werden. Gemeint ist eine IT-Infrastruktur, welche über ein Netzwerk wie das Internet verfügbar gemacht wird. Sie beinhaltet in der Regel Speicherplatz, Rechenleistung oder Anwendungssoftware als Dienstleistung, ohne dass diese auf dem die Cloud nutzenden lokalen Rechner installiert sein müssen.Angebot und Nutzung dieser Dienstleistungen erfolgen dabei ausschließlich durch technische Schnittstellen und Protokolle, etwa mittels eines Webbrowsers. Die Spannweite der im Rahmen des Cloud-Computings angebotenen Dienstleistungen umfasst das gesamte Spektrum der Informationstechnik und beinhaltet unter anderem Infrastruktur, Plattformen und Software.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann gemäß Figur 1 folgendermaßen ablaufen. Bei der Einfahrt des Fahrzeugs FZ über das Gleis GL überfährt dieses die streckenseitige Ortungseinrichtung BL, wodurch ein Positionswert POSO als Referenz ermittelt wird. Anschließend fährt das Fahrzeug FZ seine Sollposition SPOS im Depot DP ein. Auf Grundlage des Positionswertes POSO kann das automatische Zugsicherungssystem den ersten Positionswert POS1 bestimmen. Dies erfolgt mit einer Genauigkeit, die durch die technischen Voraussetzungen des automatischen Zugsicherungssystems gegeben sind.

Gleichzeitig kann mindestens eines der weiteren

Lokalisierungssysteme LSI, LS2 einen zweiten Positionswert POS2 ermitteln, wobei sowohl der erste Positionswert POS1 als auch der zweite Positionswert POS2 die Sollposition SPOS des Fahrzeugs FZ repräsentieren, jedoch aufgrund möglicher Messfehler auseinanderfallen können. Ungeachtet von Abweichungen wird der zweite Positionswert POS2 dem Fahrzeug FZ zugeordnet.

Dann wird das Fahrzeug FZ abgeschaltet, sodass die fahrzeugseitige Einrichtung FE nicht mehr zum Einsatz kommen kann und so einer Ortung durch die streckenseitige Einrichtung SE des automatischen Zugsicherungssystems nicht mehr möglich ist. Dafür übernimmt das weitere Lokalisierungssystem LSI, LS2 die Ortung des Fahrzeugs FZ. Es wird überwacht, ob dieses die vorgesehene Sollposition SPOS verlässt und damit in Wirklichkeit auf einer Istposition IPOS befindet .

So lange die ermittelte Istposition IPOS sich innerhalb eines Toleranzbereiches TB befindet, wird davon ausgegangen, dass sich das Fahrzeug FZ nicht bewegt hat (Abweichungen der weiteren Positionswerte POSN beruhen dann auf Messungenauigkeiten) oder dass sich das Fahrzeug so wenig bewegt hat, dass dies für eine Inbetriebnahme mit dem automatischen Zugsicherungssystem unschädlich ist. Liegt die gemessene Istposition IPOS jedoch außerhalb des Toleranzbereiches TB, wird angenommen, dass sich das Fahrzeug FZ bewegt hat. Die gemessenen Positionen POS1, POS2, POSN oder deren Abweichungen von der zweiten Position POS2 werden durch das weitere Lokalisierungssystem LSI, LS2 auch an die Leitzentrale LZ übermittelt, sodass das automatische Zugsicherungssystem zumindest streckenseitig ein Verlassen der Sollposition SPOS registrieren kann.

Wird das Fahrzeug FZ wieder eingeschaltet, hängt die Ansteuerung des Fahrzeugs FZ durch die streckenseitige Einrichtung SE des automatischen Zugsicherungssystems von dem Überwachungsergebnis des weiteren Lokalisierungssystems LSI, LS2 ab. Wenn keine Bewegung des Fahrzeugs FZ festgestellt werden konnte, kann die automatische Steuerung durch das automatische Zugsicherungssystem ausgehend von der ersten Position POS1 sofort beginnen. Wenn allerdings eine Bewegung des Fahrzeugs FZ festgestellt wurde, wird ein weiterer Positionswert POSN, der die Istposition IPOS repräsentiert, zugrunde gelegt, um das Fahrzeug FZ entweder in einem abgesicherten Modus durch das Zugsicherungssystem oder manuell durch das Zugpersonal zu bewegen.

Sobald das Fahrzeug FZ die streckenseitige Ortungseinrichtung BL überfährt, wird in jedem Falle ein genauer aktueller Positionswert POSA als Referenz erzeugt, mit dem fortan das automatische Zugsicherungssystem arbeitet. Dadurch kann der Normalbetrieb wieder aufgenommen werden.

Der Figur 2 lassen sich für den Ablauf des Verfahrens die folgenden Verfahrensschritte entnehmen. Durch strichpunktierte Linien ist angedeutet, in welchen Funktionseinheiten gemäß Figur 1 die unterschiedlichen Verfahrensschritte bevorzugt ablaufen können. Auch die Nummerierung der folgenden Schritte ist in Figur 2 illustriert . 1) Einfahrt ins Depot DP. Die Streckenseitige Einrichtung SE des Zugsicherungssystems ermittelt die erste Position POS1 und das lokale Ortungssystem LSI, LS2 startet die Verfolgung durch Ermittlung des zweiten Positionswertes POS2.

2) Zug kommt zum Stillstand: Mapping der beiden bekannten Positionswerte POS1, POS2 durch die streckenseitige Einrichtung SE des Zugscherungssystems. Mit anderen Worten wird der zweite Positionswert POS2 dem ersten Positionswert POS1 und dadurch dem Fahrzeug FZ zugeordnet.

3) Fahrzeug wird ausgeschaltet (OFF in Figur 2). Das Zugsicherungssystem erhält keine eigenen Onboard Position Reports mehr, sondern kontrolliert stattdessen ständig die vom weiteren Lokalisierungssystem LSI, LS2 erhaltenen weiteren Positionswerte POSN. Die weiteren Positionswerte POSN werden daraufhin überprüft, ob sie innerhalb des durch den zweiten Positionswert vorgegebenen Toleranzbereich POS2(TB) liegen. Wenn ja, wird ein auf eine Bewegung hinweisender Ausgabewert MOVE des Fahrzeugs FZ auf postitiv gesetzt.

4) Das Fahrzeug FZ wird wieder eingeschaltet, die fahrzeugseitige Einrichtung FE des Zugsicherungssystems meldet sich bei der streckenseitigen Vorrichtung SE an. Eine Abfrage, ob das Fahrzeug FZ eingeschaltet wurde, führt damit nicht mehr (wie vorher) zu einer Wiederholung der Ermittlung weiterer Positionswerte POSN (N=N+1 in Figur 2), sondern das Verfahren wird fortgesetzt.

5) Wenn der Ausgabewert MOVE negativ ist, übermittelt die streckenseitige Vorrichtung SE der fahrzeugseitigen Einrichtung des Zugsicherungssystems den ersten Positionswert POS1 als ursprüngliche Fahrzeugposition. Ist der Ausgabewert MOVE positiv, wird die aktuelle Position POSN übermittelt.

Wenn gewünscht oder für Sicherheitsgutachter notwendig, könnte, wenn vorhanden, der Fahrer einen im Fahrerdisplay angezeigten Ortsvorschlag mit einer Acknowledgement-Taste bestätigen (nicht dargestellt) . 6) Die Fahrzeugseitige Einrichtung FE versetzt das Fahrzeug FZ in den komfortabelsten Betriebsmodus. Das ist automatische Modus CRL MOD des Zugleitsystems, wenn der Ausgabewert MOVE negativ ist und nur, wenn der Ausgabewert MOVE positiv ist, wird ein abgesicherter Modus SEC MOD eingestellt.

7) Wenn gewünscht oder für Sicherheitsgutachter notwendig, wird das Fahrzeug bei Passieren der ersten regulären Balise (streckenseitige Ortungseinrichtung) die Ortungsinformation, also den aktuellen Positionswert POSA, aus der Balise mit der zuvor erhaltenen und weitergerechneten Position abgleichen. Durch Drücken (optional) des ATO Start Buttons (manueller Betätigungsschritt CONF)oder eines Kommandos aus der Leitzentrale LZ setzt sich danach das Fahrzeug FZ in Bewegung und kann dann im automatischen Modus CRL MOD betrieben werden.

Bezugszeichenliste

GL Gleis

BL steckenseitige Ortungseinrichtung (Balise)

DP Depot

LZ Leitzentrale

FZ Fahrzeug

FE fahrzeugseitige Einrichtung des automatischen

ZugsicherungsSystems AV Anzeigevorrichtung

EV Eingabevorrichtung

SE streckenseitige Einrichtung des automatischen

ZugsicherungsSystems

LSI weiteres Lokalisierungssystem (lokal)

LS2 weiteres Lokalisierungssystem (satellitengestützt)

TB Toleranzbereich

SPOS Sollposition

IPOS Istposition

POS1 erster Positionswert

POS2 zweiter Positionswert

POSN weiterer Positionswert

POSA aktueller Positionswert

OFF Abschaltschritt

ON Einschaltschritt

SEC MOD abgesicherte Modus des Zugsicherungssystems CRL MOD automatischer Modus des Zugsicherungssystems CONF Manueller Bestätigungsschritt (optional)